[发明专利]一种基于正弦波激励的荧光光纤测温方法

说明书

本发明涉及测温领域，尤其涉及一种基于正弦波激励的荧光光纤测温方法，包括：采用正弦波激励光作为激励信号；获取在激励信号下发出的荧光信号；根据激励信号和荧光信号计算荧光寿命值；根据荧光寿命值计算得到待测环境的温度。本发明具备以下有益效果：该方法能够准确的计算荧光寿命值，从而能够准确的计算得到待测环境的温度。

技术领域

本发明涉及测温领域，尤其涉及一种基于正弦波激励的荧光光纤测温方法。

背景技术

传统的荧光寿命型光纤测温器的激励光源处理比较简单，一般采用方波紫外光来作为激励信号。由于荧光寿命的定义为从激励光源消失到荧光余晖强度下降到初始光强的1/e时所用的时间。又因为荧光余晖强度在激励光源消失后呈指数形式衰落，因此在实际测量过程中很难正真检测到荧光余晖结束的时间，大多数情况下是以经验值做模糊处理。因此，根据经验值得到的余辉衰减时间来得到最后的温度并不精准，存在较大的误差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种基于正弦波激励的荧光光纤测温方法，以提高测温的精确度。

一种基于正弦波激励的荧光光纤测温方法，包括：

采用正弦波激励光作为激励信号；

获取在激励信号下发出的荧光信号；

根据激励信号和荧光信号计算荧光寿命值；

根据荧光寿命值计算得到待测环境的温度。

优选的，所述根据激励信号和荧光信号计算荧光寿命值包括：

计算激励信号和荧光信号的时域的相位差，该相位差所对应的为荧光寿命值。

优选的，所述根据荧光寿命值计算得到待测环境的温度包括：

根据公式I(t)＝A*Ip(T)*exp(-t/tao(T))计算得到待测环境的温度T，其中，I(t)表示荧光余辉强度；A表示常系数；t表示余辉衰减时间；Ip(T)表示荧光峰值强度，是温度T的相关函数；tao(T)是荧光寿命值，也是温度T的相关函数。

本发明具备以下有益效果：

通过正弦波激励光作为激励信号，计算激励信号和荧光信号的时域的相位差，该相位差所对应的为荧光寿命值，最后根据荧光寿命值计算得到待测环境的温度。该方法能够准确的计算荧光寿命值，从而能够准确的计算得到待测环境的温度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明一实施例的整体流程示意图；

图2是本发明一实施例中激励信号和荧光信号的曲线示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

短波长的光激发荧光物质而产生荧光属于光致荧光，是荧光测温法的基本工作机理。荧光物质分子的外层电子大都处于基态的最低能级，吸收光辐射能量后处于激发态的荧光分子会通过电子的辐射跃迁放出多余能量返回基态，并伴随荧光的产生。

荧光材料受激辐射荧光的寿命与温度在一定范围内存在一一对应关系。这种温度相关性奠定了荧光测温法的理论基础。荧光材料在激励光照射下辐射出波长更长的可见光，激励光消失后，荧光余辉呈指数衰减，衰减时间称为荧光寿命。峰值荧光强度和荧光寿命都是温度的函数，检测荧光寿命值可得被测温度。